陳翔

英特爾14nm處理器的上市讓更多人意識(shí)到，處理器制程更新?lián)Q代的時(shí)候到了。而在FPGA領(lǐng)域，賽靈思（Xilinx）也在羊年伊始率先推出了16nm產(chǎn)品。目前，在市場(chǎng)主流的28nm產(chǎn)品中，賽靈思市場(chǎng)份額高達(dá)70%，但在追求制造工藝的道路上它又接連發(fā)力，去年12月才宣布量產(chǎn)20nm產(chǎn)品，現(xiàn)在又率先發(fā)布16nm 產(chǎn)品，并計(jì)劃于年底發(fā)布樣片。

FinFET+的秘密

據(jù)悉，賽靈思全新的16nm UltraScale+產(chǎn)品系列包括FPGA、3DIC和MPSoC，基于臺(tái)積電公司最新的16 FinFET+ 3D晶體管技術(shù)，大幅提升了性能功耗比。賽靈思公司全球高級(jí)副總裁、亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人表示，和90nm到40nm產(chǎn)品演進(jìn)不同，28nm會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里成為目前市場(chǎng)主流的產(chǎn)品，而20nm和16nm產(chǎn)品，將會(huì)針對(duì)特定用戶(hù)并滿(mǎn)足下一代設(shè)計(jì)的需求。據(jù)悉，此次最新發(fā)布的16nm UltraScale+產(chǎn)品系列就主攻LTE Advanced、早期5G無(wú)線(xiàn)、Tb級(jí)有線(xiàn)通信、汽車(chē)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)五大下一代關(guān)鍵應(yīng)用。

與x86處理器相比，F(xiàn)PGA要更為復(fù)雜，價(jià)格更為昂貴。湯立人表示，16nm UltraScale+產(chǎn)品系列采用的工藝不是16nm FinFET，而是16nm FinFET+。“雖然16nm FinFET從制程工藝上比不上英特爾、三星的14nm FinFET，但FinFET+則相當(dāng)先進(jìn)，性能可以提高15%，功耗則降低30%?！?/p>

超出工藝價(jià)值

可以說(shuō)，全新16nm UltraScale+產(chǎn)品系列為賽靈思實(shí)現(xiàn)“可編程取代ASIC和ASSP”的藍(lán)圖提供了產(chǎn)品基礎(chǔ)。通過(guò)系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化，UltraScale+ 所提供的價(jià)值超過(guò)了傳統(tǒng)工藝節(jié)點(diǎn)移植所帶來(lái)的價(jià)值，系統(tǒng)級(jí)性能功耗比28nm器件提升了2至5倍，還實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)先的系統(tǒng)集成度和智能化，以及最高級(jí)別的安全性。這主要應(yīng)用到了如下幾種創(chuàng)新技術(shù)。.

存儲(chǔ)器增強(qiáng)型可編程器件：通過(guò)對(duì)SRAM 集成的支持， UltraRAM解決了影響FPGA和SoC系統(tǒng)性能和功耗的最大瓶頸之一。設(shè)計(jì)人員通過(guò)緊密集成大量嵌入式存儲(chǔ)器與相關(guān)處理引擎，不僅能實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能功耗比，并可降低材料清單（BOM）成本。

SmartConnect技術(shù)：SmartConnect是一種新的創(chuàng)新型FPGA互聯(lián)優(yōu)化技術(shù)，通過(guò)智能系統(tǒng)級(jí)互聯(lián)優(yōu)化，可額外提供20%到30%的性能、面積和功耗優(yōu)勢(shì)。而UltraScale架構(gòu)通過(guò)重新架構(gòu)布線(xiàn)、時(shí)鐘和邏輯結(jié)構(gòu)能夠解決芯片級(jí)的互聯(lián)瓶頸，SmartConnect則通過(guò)應(yīng)用互聯(lián)拓?fù)鋬?yōu)化滿(mǎn)足特定設(shè)計(jì)的吞吐量和時(shí)延要求，同時(shí)縮小互聯(lián)邏輯面積。

業(yè)界首項(xiàng) 3D-on-3D技術(shù)：高端UltraScale+系列集合了3D晶體管和賽靈思第三代3D ?IC的組合功耗優(yōu)勢(shì)。正如FinFET相比平面晶體管實(shí)現(xiàn)性能功耗比非線(xiàn)性提升一樣，3D IC相比單個(gè)器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成度和單位功耗帶寬的非線(xiàn)性提升。

異構(gòu)多處理技術(shù)：全新Zynq UltraScale MPSoC通過(guò)部署上述所有FPGA技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)“為合適任務(wù)提供合適引擎”，相對(duì)此前解決方案可將系統(tǒng)級(jí)性能功耗比提升約5倍。單獨(dú)的安全單元可實(shí)現(xiàn)軍事級(jí)的安全解決方案，諸如安全啟動(dòng)、密鑰與庫(kù)管理和防破壞功能等，這些都是設(shè)備間通信和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)需求。